[发明专利]一种具备双清洗功能的水下船体清洗机器人及其工作方法

说明书

本发明公开了一种具备双清洗功能的水下船体清洗机器人及其工作方法，所述的机器人包括履带模块、空化射流清洗模块、转刷清洗模块、驱动模块、控制模块和框架；所述的履带模块有两个，分别安装在主体的左右两侧；所述的空化射流清洗模块安装在首部的底下；所述的转刷清洗模块安装在主体的的底下。本发明的履带结构能带来更高的稳定性。本发明采用垂直推进器、永磁铁与电磁铁的组合使用方式，既能提供稳定的吸附力，也能解决永磁铁履带难以脱离金属壁面的难题。本发明采用采用空化射流清洗与转刷清洗混合使用的清洗方式，先进行空化射流清洗，清除大型附着物，再进行转刷清洗，清除小型附着物，混合式清洗具有更高的清洗效率。

技术领域

本发明涉及涉及ROV技术，具体涉及一种具备双清洗功能的水下船体清洗机器人及其工作方法。

背景技术

海洋生物长期附着在船舶表面会大大增加船舶阻力，使船舶降速约10％，油耗增加最大可达40％，严重耽误航期，增大运营成本。我国大型船坞数量不足，修坞周期长，目前，清洗船体表面附着物是实现船舶节能减排的主要手段。而全球船舶行业每年的船舶清洗费用接近100亿美元。大型货轮在干船坞内清洗费用高达30万元。作为一项临时措施，许多船东派遣潜水员检查船体并清除生物污垢，这些潜水员使用刮板和洗涤器手动清洁船体，水下清洗作业的特点是极端恶劣的工作环境。此外，潜水员在水下的身体承受能力有限，操作时间和范围同样受限，导致其工作效率低，清洗质量难以保证，而且一旦破坏防污漆会释放大量有毒物质，使船舶更容易受到生物污染。还存在疾病和事故隐患，费时费力且风险高。燃料消耗并不是生物污染造成的唯一威胁。一部分海洋生物可以将自己固定在船上并前往其他地区。尽管有时无害，但这可能会导致物种入侵。

为了提高水下船体的清洗效率和清洗效果，中国专利CN201620916527.3公开了一种水下船体清洗机器人，其包括若干个吸附组件、机器人本体、若干个轮式组件、清洗机构和控制机构；所述吸附组件包含永磁体、导杆、导杆弹簧和若干个万向轴承。本实用新型结构简单，成本低廉，其采用非接触性永磁吸附方式，同时使用轮式结构进行运动，能耗可大幅降低，同时轮式结构运动快，转弯灵活，能大幅提高清洗效率。

但是，该机器人依然存在很多问题，例如，吸附形式单一，容易受到船体表面材质的限制、在船体表面移动效率低，轮式结构非常容易打滑，控制精度低、清洗形式单一，在采用大功率射流清洗时，其反作用力易导致机器脱离船体表面，而小功率射流清洗时，会导致清洗不彻底。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可清洗范围广、清洗方式灵活的具备双清洗功能的水下船体清洗机器人及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种具备双清洗功能的水下船体清洗机器人，包括履带模块、空化射流清洗模块、转刷清洗模块、驱动模块、控制模块和框架；

所述的框架包括首部和主体，首部为菱形体，主体为矩形体，首部与主体固定连接；所述的首部安装摄像头；

所述的履带模块有两个，分别安装在主体的左右两侧；所述的履带模块内部固定安装电磁铁，所述的电磁铁通过控制线与控制模块连接；所述的履带模块的橡胶履带外表面凹齿处固定安装永磁铁；

所述的空化射流清洗模块安装在首部的底下；

所述的转刷清洗模块包括两个转刷清洗轮，两个转刷清洗轮横向并排安装在主体的的底下；

所述的驱动模块包括五个垂直推进器、两个纵向推进器和一个侧向推进器；所述的五个垂直推进器包括一个首部垂直推进器和四个主体垂直推进器，所述的首部垂直推进器竖直安装在首部的中心轴线上，所述的四个主体垂直推进器分别竖直安装在主体的四个角部；所述的两个纵向推进器分别对称安装在主体尾部的两侧，所述的侧向推进器横向安装在首部；所述的垂直推进器、纵向推进器和侧向推进器均为双向推进器；

所述的控制模块安装在两个密封控制舱内，两个密封控制舱安装在主体的上部；